انواع روش های جوشکاری و تامین منابع انرژِی در این مقاله مورد بررسی قرار خواهد گرفت اما قبل از آن به نکات مهمی اشاره خواهد شد.جوشکاری به عنوان یکی از رشته های پر هزینه در آموزش عالی محسوب می شود که دانش آموختگان پس از اتمام دوره تحصیلی وارد بازار می شوند اما آنچه که در این میان اهمیت دارد، میزان تخصص و مهارت آنها می باشد.
تهیه دستگاه های جوشکاری
تهیه تجهیزات و دستگاه های مدرن جهت انواع روش های جوشکاری به سرمایه های زیادی نیازمند است تا آموزش و فعالیت در بهترین نحو انجام شود. اما گاهی به دلیل بی توجهی به این رشته، بودجه و سرمایه لازم جهت تهیه ماشین آلات و تجهیزات مدرن فراهم نیست.
![انواع روش های جوشکاری]()
نکات ایمنی در زمان کار
داشتن تخصص در جوش کافی نیست بلکه در کنار آن، داشتن تخصص کافی، می تواند این پروژه را تکمیل نماید. جوشکاری در کنار مزایا و امتیازاتی که دارد می تواند خطرافرین نیز باشد. به عنوان مثال در جوشکاری هایی که از کپسول استفاده می شود که یکی از انواع روش های جوشکاری است، انفجار کپسول جوشکاری می تواند جان صد نفر را به خطر اندازد. همچنین انتشار بوی گاز در محیط های بسته نیز به خفگی می انجامد که ممکن است انسان را به کام مرگ فرو برد.
آموزش و فراگیری نکات و روش های ایمنی در زمان فراگیری تخصص جوشکاری، الزامی می باشد. به منظور تربیت متخصص، به سرمایه های عظیم آموزشی جهت خرید وسائل و کتب بطور همزمان نیاز است اما هزینه های دیگری نیز برای جلوگیری از هر نوع انفجار و احتراق در کارگاه ها و صدمه به بدن و چشم جوشکار و افراد حاضر در کارگاه ضرورت دارد. به همین دلیل گفته می شود که جوشکاری یک رشته پر هزینه است.
هدف از جوشکاری
در کنار جوشکاری ابتدا برشکاری صورت می گیرد که جهت بریدن قطعات ماشینی با ضخامتهای زیاد، کاربرد دارد. سرانجام نوبت به جوشکاری می رسد که در آن هدف اصلی اتصال قطعات مختلف از یک نوع فلز یا انواع فلزات و آلیآژها و بالا بردن استحکام و سرعت عملیات و کاهش هزینه‌ها، می باشد.
جوشکاری
قطعات مختلف از نظر جنس، شکل و ابعاد، شرایط مختلفی نیز دارند. به همین دلیل روش های جوشکاری برای اتصال میان قطعات مختلف نیز با یکدیگر متفاوت است. به منظور ایجاد اتصال جوشکاری باید انرژی لازم جهت اتصال دو قطعه تامین شود. چرا که برای تحریک ماده، امکان اتصال جوش را ایجاد می کند. یکی از تقسیم بندی های مرسوم روش های مختلف جوشکاری، تقسیم بندی بر اساس منبع انرژی جوشکاری است که ۴ منبع برای آن ذکر می گردد که عبارتند از:
- انرژی الکتریکی
- انرژی شیمیایی
- انرژی مکانیکی
- انرژی تشعشعی
منبع انرژی الکتریکی
انرژی الکتریسیته به عنوان یکی از منبع انرژی جوشکاری، به سه شکل بوده که یکی از شکل های مورد استفاده بهره گیری از انرژی الکتریکی، قوس الکتریکی می باشد. این منبع انرژی جوشکاری، الکترون ها را از طریق اعمال ولتاژ و جریان مناسب در یک فاصله فضایی که موجب یونیزه شدن فضای میان قطب های الکتریکی می گردد، در فضای نارسانا حرکت می دهد. جوش قوس الکتریکی از به منظور تامین انرژی، از برق استفاده می کند.
از دیگر روش های استفاده از انرژی الکتریکی، حرارت مقاومتی می باشد. زمانی که جریان الکتریکی از یک رسانا عبور می کند، متناسب با مقاومت الکتریکی رسانا در محل عبور جریان گرما ایجاد می شود که برای جوشکاری استفاده می شود. جوش مقاومتی « نقطه جوش» برای تامین دمای مورد نیاز جوشکاری، از این ویژگی استفاده می نماید. سرانجام، «القاء الکتریکی» در بکارگیری انرژی الکتریکی به منظور جوشکاری صورت می گیرد که در آن، جریان الکتریکی از یک سیم پیچ عبور کرده و یک میدان مغناطیسی ایجاد می نماید.
در صورتی که این میدان متغیر باشد، می تواند جریانی را در رساناهای اطراف میدان القاء کند. جوشکاری با این روش نیازمند یک میدان مغناطیسی متغییر است تا بتواند در محل جوشکاری جریان القاء کند و موجب گرم شدن محل مورد نظر گردد. به دلیل هزینه بالا، جوش های القایی کمتر مورد استفاده قرار می گیرند و تنها در شرایط خاص مورد استفاده قرار می گیرند. یک مثال از این نوع، جوشکاری ترمیت می باشد.
منبع انرژی شیمیایی جوشکاری
در منبع انرژی جوشکاری بشکل شیمایی، دو روش مرسوم است که متداولترین آن، استفاده از واکنش های ترکیب با اکسیژن یا سوختن می باشد که در آن، یک ماده سوختنی (باید میل ترکیبی زیادی با اکسیژن داشته باشد) در مجاورت اکسیژن قرار می گیرد. با ایجاد واکنش سوختن، گرمای مورد نیاز جوشکاری تامین می گردد. یک روش دیگر برای استفاده از واکنش های گرمازای، متمایز از سوختن است که در آن با ترکیب دو ماده، اختلاف انرژی پیوندی اولیه و ثانویه بصورت گرما ظاهر می شود که می تواند برای جوشکاری مورد استفاده قرار بگیرد.
انرژی مکانیکی برای جوشکاری
برای استفاده از انرژی مکانیکی به عنوان منبع انرژی جوشکاری، دو روش متداول می باشد که یکی از آنها، روش آهنگری می باشد. در این روش، عامل اتصال، با ضربه زدن تامین می گردد. به این معنا که با ایجاد فشار، موجب امتزاج مکانیکی مواد می شود. در این روش محل های اتصال دو قطعه بر روی یکدیگر قرار می گیرد که با استفاده از ضربه های مکانیکی بر روی محل اتصال می توان قطعات دیگر را به یکدیگر متصل نمود.
روش آهنگری در دو شکل گرم و سرد استفاده می شود که در شیوه گرم، نقاط اتصال را وابسته به نوع مواد تا رسیدن به نرمی مناسب گرم نموده و سپس با اعمال ضربه موجب اتصال دو قطعه می شوند. روش دیگری که از انرژی مکانیکی برای اتصال قطعات استفاده می‌کند، جوش اصطکاکی است. این روش با حرکت یکی از قطعات و سرعت دادن به آن، قطعه انرژی مکانیکی را در آن ذخیره می نماید. بابرخورد قطعه گردنده به قطعه دیگر، اصطکاک ایجاد می شود که میان قطعات انرژی مکانیکی ذخیره شده به گرما تبدیل شده و با کمک فشار می تواند موجب اتصال شود.
انرژی تشعشعی
یکی دیگر از منبع انرژی جوشکاری، انرژی تشعشی است که به هزینه بالایی نیاز دارد و به همین جهت در موارد خاص مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش یک پرتو پر انرژی از قبیل، پرتو الکترونیک تولید شده توسط یک تفنگ الکترونیک و یا یک پرتو الکترومغناطیس همچون اشعه لیزر کاربرد دارد و گرمای لازم برای انجام جوشکاری را فراهم می کند.
روش های جوشکاری
برای انجام جوشکاری از دو روش ذوبی و غیر ذوبی استفاده می شود که در زیر به شرح هر یک می پردازیم:
روش ذوبی: در جوشکاری ذوبی، بواسطه حرارت بالا و نیز به کمک فلز پر کننده یا بدون آن؛ یک قطعه هم جنس فلز پایه ذوب می شود که نهایتا دو قطعه در هم آمیخته و منجمد می گردد و قطعات را به هم متصل می نماید.
روش غیر ذوبی (فشاری): در این روش از فشار استفاده می شود که پس از گرم کردن مقطع اتصال دو قطعه، به یکدیگر متصل شده و سپس بواسطه مقاومت الکتریکی در نوع مقاومتی و تبدیل انرژی مکانیکی (جنبشی) به انرژی گرمایی در نوع اصطکاکی دو قطعه در هم فشرده شده، جوشکاری انجام می شود.